(57)【要約】【課題】メッセージの転送効率に優れた無線ブリッジを提供する。【解決手段】通信可能範囲に位置する他の無線ブリッジの中から、通信品質が所定レベル以上のもの選択して、スパニングツリープロトコル（ＳＴＰ）の適用対象とし、複数の無線ブリッジに同報通信すべきパケットに対して、ブロードキャストまたはマルチキャストアドレスを中継先アドレスとしたＭＡＣヘッダを付与し、無線インタフェースから同報パケットとして送出する無線ブリッジ。【選択図】図１０
2006166487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定のポート識別子を付与された有線インタフェースと、ＭＡＣ制御部を備えた無線インタフェースとを有し、無線区間ではＭＡＣフレーム形式でパケット通信する無線ブリッジであって、
周辺に位置する通信可能な他の無線ブリッジの中から、通信品質に応じて、接続ブリッジを動的に選択するための手段と、
上記選択された接続ブリッジに論理的なポート識別子を付与し、該ポート識別子と対応して、各ブリッジの通信制御パラメータを生成するための手段と、
上記特定のポート識別子および論理的なポート識別子と宛先アドレスとの対応関係を示すルーティングテーブルと、
上記有線インタフェースおよび無線インタフェースの送受信パケットをポート識別子と対応付けてキューイングする送信バッファおよび受信バッファと、
上記受信バッファから読み出された各パケットを、上記ルーティングテーブルで特定された転送先のポート識別子と対応付けて、送信バッファにキューイングする転送制御手段とを有し、
上記送信バッファから読み出された上記特定のポート識別子と対応するパケットを上記有線インタフェースから送信し、論理的なポート番号と対応するパケットを上記通信制御パラメータに従ってＭＡＣフレームに変換して、上記無線インタフェースから送信することを特徴とする無線ブリッジ。
【請求項２】
前記通信制御パラメータの生成手段が、周辺に位置する他の無線ブリッジの中から、信号受信レベルが予め設定された閾値以上のものを前記接続ブリッジとして選択して、前記論理的なポート番号を付与し、通信制御パラメータを生成することを特徴とする請求項１に記載の無線ブリッジ。
【請求項３】
前記通信制御パラメータの生成手段が、信号受信レベルが前記閾値以上の無線ブリッジの中から、予め指定された上限個数の範囲内で前記接続ブリッジを選択することを特徴とする請求項２に記載の無線ブリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のネットワークセグメント間を無線チャネルで結合するための無線ブリッジに関し、更に詳しくは、周辺の他の無線ブリッジとの間で個別通信と同報通信を選択的に行うための無線ブリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有線ＬＡＮで構成される複数のネットワークセグメント間を無線チャネルで接続し、各セグメントで発生したパケットを無線用のパケットに変換して、他のネットワークセグメントへ転送するための装置として、無線ブリッジが知られている。また、有線ＬＡＮにおけるブリッジ間の通信プロトコルとして、ＩＥＥＥ８０２．１Ｄで規定されているスパニングツリープロトコル（Spanning Tree Protocol：ＳＴＰ）が知られている。
【０００３】
ＳＴＰでは、ブリッジの各入出力ポートでＢＰＤＵ（bridge protocol data unit）フレームを送受信し、ポート毎に接続先ブリッジの識別情報とルートブリッジからの経路速度を表すパスコスト情報とを収集することによって、ネットワークの構成（ネットワークトポロジー）が認識される。ネットワーク中にループ経路が存在していた場合は、ループ経路上の何れかブリッジが、パスコストの高いパスをブロックすることによって、ルートブリッジを頂点とした樹枝状のネットワークが構成される。ネットワークから除外された冗長パスは、メインパスが使用できなくなった時、障害パスの迂回路としてネットワークに組み込まれる。尚、ＳＴＰ機能を備えたブリッジでは、各ポートにおける受信パケットのＭＡＣアドレスを学習することによって、各受信パケットを宛先アドレスと対応した適切なネットワークセグメントに転送できるようになっている。
【０００４】
上述したＳＴＰ機能を備えた従来のブリッジでは、ＳＴＰのプロトコル処理部がポート単位でパケット転送を制御しており、各ポートにそれぞれ特定のネットワークセグメントが接続されていることを前提として、受信パケットの転送先出力ポートが決定されている。
【０００５】
然るに、無線ブリッジでは、１つの無線インタフェースで周辺の複数の無線ブリッジと交信できる。ＩＥＥＥ８０２．１１では、無線区間のアクセス制御をＣＳＭＳ／ＣＡ（Carrier sense multiple access with collision avoidance）で行っており、無線区間にデータを送信する場合、各無線ブリッジが、送信パケットのヘッダ部で中継先となる無線局のＭＡＣアドレスを指定することによって、無線回線を多重アクセスできるようにしている。つまり、物理的には一つの無線インタフェースが複数の無線局と対応しているため、従来のＳＴＰのプロトコル処理部で自ブリッジと他の無線ブリッジとの間の経路設定を行おうとしても、１ネットワークセグメント／1ポートのＳＴＰの適用が困難となる。
【０００６】
このため、無線インタフェースについては、それぞれが特定の転送先ブリッジをもつ有線のＬＡＮインタフェースとは異なったポート管理が必要となる。この点に関し、信学技法ＲＣＳ９９−２４（１９９９−０５）の第６３頁〜６８頁（非特許文献）には、ＳＴＰを実装した無線ブリッジにおいて、無線インタフェースの通信相手毎に論理的なポートを割り当て、無線インタフェースからの受信フレームについては、フレームヘッダに含まれるＴＡ（Transmitter Address）をチェックすることによって、論理ポートを識別することが提案されている。
【０００７】
【非特許文献１】信学技法ＲＣＳ９９−２４（１９９９−０５）の第６３頁〜６８頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記文献が示すように、無線インタフェースの通信相手毎に論理的なポートを割り当てることによって、従来のＳＴＰのプロトコル処理部の機能を活かして、１つの無線インタフェースで異なる複数の無線ブリッジと選択的な通信が可能となる。
【０００９】
無線空間でのパケット通信は、各ネットワークセグメントを形成する有線ＬＡＮ上のパケットフレーム、例えば、Ethernet（登録商標）フレームにＭＡＣヘッダを付加し、ＭＡＣヘッダ内で中継先ブリッジを指定する形式で行われる。従って、無線ブリッジにおいては、ＳＴＰのプロトコル処理部によって各論理ポートに振り分けられた送信パケットが、論理ポート毎に固有の中継先ブリッジを指定したＭＡＣフレームに変換され、無線インタフェースを介して、他の無線ブリッジに転送される。また、各無線ブリッジは、無線インタフェースからパケットを受信すると、中継先ブリッジアドレスを判定し、自ブリッジ宛であれば受信処理し、ＳＴＰのプロトコル処理部によってブリッジ内での転送制御を行うことになる。
【００１０】
従って、ブロードキャストやマルチキャストのように、同一内容のパケットを複数の端末に同時に送信する同報通信を行う場合、従来の技術によれば、ＳＴＰのプロトコル処理部が、同一パケットのコピーを無線インタフェース用の複数の論理ポートに転送し、論理ポート毎に異なる中継先アドレスを付与した複数のＭＡＣフレームを無線インタフェースから送信し、中継先の各無線ブリッジが、自分宛のＭＡＣフレームを受信処理し、受信ＭＡＣフレームから抽出した元の同報パケットをそれぞれのＬＡＮセグメントに転送することになる。この場合、中継元となった無線ブリッジからは、中継先アドレスを変えた複数のＭＡＣフレームが繰り返して送信されるため、無線区間におけるトラフィックの増加と、各無線ブリッジにおけるメッセージの転送効率の低下を招くと言う問題が発生する。
【００１１】
また、無線区間では、環境の変化によって通信品質が変動する。このため、各無線ブリッジにおいて、通信可能な範囲内に位置する周辺の複数の無線ブリッジと対応して、上述した論理ポートを予め固定的に割り当てた場合、通信品質の劣化による受信エラーの発生に伴ってメッセージ再送要求が頻発し、これが無線区間におけるトラフィックの増加とメッセージの転送効率の低下を招くと言う問題もある。
【００１２】
本発明の目的は、無線区間におけるメッセージの転送効率に優れた無線ブリッジを提供することにある。
本発明の他の目的は、無線インタフェースに対する論理ポートの割り当てを適切に行える無線ブリッジを提供することにある。
本発明の更に他の目的は、特にブロードキャストやマルチキャスト等の同報パケットを効率的に送信できる無線ブリッジを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の無線ブリッジは、通信可能範囲に位置する他の無線ブリッジの中から、通信品質が所定レベル以上のもの選択して、スパニングツリープロトコル（ＳＴＰ）の適用対象となる接続ブリッジとすること、および、複数の無線ブリッジにブロードキャストまたはマルチキャストすべきパケットに対して、ブロードキャストまたはマルチキャストアドレスを中継先アドレスとしたＭＡＣヘッダを付与し、無線インタフェースから同報パケットとして送出することを特徴とする。
【００１４】
更に詳述すると、本発明による無線ブリッジは、周辺に位置する通信可能な他の無線ブリッジの中から、通信品質に従って接続すべきブリッジを選択し、各接続ブリッジに論理的なポート識別子を付与するための手段と、ブリッジ内のネットワークセグメント用に割り当てられたポート番号および上記論理的なポート識別子とに対応して用意された複数の送／受信バッファと、上記各受信バッファに格納されたパケットを宛先アドレスによって特定される何れかの送信バッファに転送する転送制御手段と、他のネットワークセグメントとの間で、上記何れかの送／受信バッファと上記無線インタフェースとを介してパケットを送受信するための手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の１つの特徴は、特定の論理ポート識別子と対応した同報通信用の送信バッファを用意することによって、ブロードキャスト用またはマルチキャスト用のパケットを同時に複数の接続ブリッジに送信することにある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、通信品質によって接続ブリッジを選択して無線ＬＡＮを構成しているため、通信不良による不要なトラフィックを抑止できる。また、複数の接続ブリッジに対して、同報通信用のパケットを１回の送信処理で送信できるため、ブリッジプロトコル処理部および無線区間におけるメッセージ（パケット）の転送効率を大幅に改善できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の無線ブリッジをＩＥＥＥ８０２．１１規格の無線ＬＡＮに適用した場合について説明する。ＩＥＥＥ８０２．１１は、無線ＬＡＮの物理レイヤとＭＡＣ（Media Access Control）レイヤについての規格であり、ＭＡＣレイヤは、ＯＳＩ参照モデルにおけるデータリンクレイヤの下層と対応している。
【００１８】
図１は、本発明の無線ブリッジが適用される無線ＬＡＮの１例を示す。
無線ＬＡＮは、複数の無線ブリッジ１０−ｉ（ｉ＝１〜５）からなり、各無線ブリッジ１０−ｉは、有線ＬＡＮｉを介して複数の端末ＰＣｉ１、ＰＣｉ２、…と接続され、それぞれのネットワークセグメントを形成している。
【００１９】
図２は、上記無線ＬＡＮにおいて、無線ブリッジ間で交信されるＩＥＥＥ８０２．１１で規定されたＭＡＣフレーム１００のフォーマットを示す。
ＭＡＣフレーム１００は、ＭＡＣヘッダ１１０と、本体フレーム１２０と、ＦＣＳ１３０とからなる。本体フレーム１２０には、各有線ＬＡＮ（ネットワークセグメント）で通信されるパケット、例えば、Ethernetフレームが設定される。
【００２０】
ＭＡＣヘッダ１１０は、フレーム制御情報１１１、送信完了までの所要時間（継続時間：Duration/ID）を示す期間情報１１２、アドレス１：１１３、アドレス２：１１４、アドレス３：１１５、シーケンス制御情報１１６、アドレス４：１１７の７つのフィールドからなっている。
【００２１】
ここで、括弧内に示した数字は、各フィールドの長さ（オクテット数）を示しており、各アドレスフィールドには、６オクテットのＭＡＣアドレスが設定される。ＭＡＣアドレスの上位３オクテットは、通信機器メーカに固有のコードを示し、残りの３オクテットは、各通信機器またはインタフェースに固有の値となっている。
【００２２】
アドレスフィールド１１３、１１４、１１５、１１７に設定されるアドレス内容は、フレーム制御情報１１１に含まれるTo ＤＳビットとFrom ＤＳビットの組み合せによって異なる。ここで、ＤＳは、Distribution Systemの略号であり、ＩＥＥＥ８０２．１１以外のＬＡＮとの接続部、例えば、有線ＬＡＮとの接続インタフェースを意味している。
【００２３】
無線ブリッジ１０で、有線ＬＡＮ間のパケットを中継する場合は、図２の付属テーブルでTo ＤＳビット＝“１”、From ＤＳビット＝“１”の欄に示すように、アドレスフィールド１１４には無線区間での送信元（中継元）ＭＡＣアドレス：ＴＡ（transmitter address）、アドレスフィールド１１３には無線区間での宛先（中継先）ＭＡＣアドレスＲＡ（receiver address）、アドレスフィールド１１７にはパケットの送信元端末のＭＡＣアドレスＳＡ（source address）、アドレスフィールド１１５にはパケットの宛先端末のＭＡＣアドレスＤＡ（destination address）が設定される。
【００２４】
各無線ブリッジでは、無線インタフェースからの受信パケットに付されたＭＡＣヘッダのＴＡアドレスとＳＡアドレスを参照することによって、各論理ポートと対応する接続無線ブリッジおよび端末のＭＡＣアドレスを知ることができる。
【００２５】
図３は、ネットワークトポロジーを認識するために無線ブリッジ間で送受信されるＢＰＤＵ（bridge protocol data unit）フレームのフォーマットを示す。
ＢＰＤＵフレームは、プロトコルＩＤ２０１と、プロトコルバージョンＩＤ２０２と、ＢＰＤＵタイプ２０３と、フラグ２０４と、ルートＩＤ２０５と、ルートパスコスト２０６と、ブリッジＩＤ２０７と、ポートＩＤ２０８と、メッセージ・エージ２０９と、ＭＡＸエージ２１０と、ハロータイム２１１と、フォワードディレイ２１２からなっている。
【００２６】
ＳＴＰでは、ネットワーク内でブリッジ優先度の値が最も低い無線ブリッジが、ルートブリッジとなって、ルートブリッジの各ポートから上記ＢＰＤＵフレームを送信する。上記ルートブリッジに接続された各ブリッジは、受信したＢＰＤＵフレームのルートパスコスト２０６に自ブリッジのルートポートのパスコストを加えて、受信ＢＰＤＵフレームを他のブリッジに中継する。各ブリッジは、自ブリッジの各ポートから受信したＢＰＤＵフレームのルートパスコスト２０６を参照することによって、ルートブリッジまでの最適な経路を判断する。また、冗長経路があった場合は、パスコストの大きいポートをブロックすることによって、効率的な経路を設定する。
【００２７】
図４は、本発明による無線ブリッジ１０の１実施例を示す。
無線ブリッジ１０は、無線送受信回路１１と、変復調回路１２と、ＭＡＣ制御部１３と、ブリッジ内のネットワークセグメントに接続される有線ＬＡＮインタフェース１４と、プロセッサ１５と、ユーザインタフェースとなる入出力装置１６と、プログラム格納用のメモリ１７と、データ格納用のメモリとからなる。
【００２８】
データ格納用のメモリには、送信バッファエリア１８、受信バッファエリア１９、ルーティングテーブル２０、パラメータテーブル３０、アドレステーブル４０、接続テーブル５０が形成される。また、プログラム格納用のメモリ１７には、ＯＳ６１の他に、本発明に関係する主要なプログラムとして、例えば、ブリッジプロトコル処理ルーチン６２、網構成制御ルーチン６３、送信処理ルーチン６４、受信処理ルーチン６５が用意されている。
【００２９】
プロセッサ１５は、内部バス６９を介して変復調回路１２、ＭＡＣ制御部１３および有線ＬＡＮインタフェース１４と接続され、後述するように、ブリッジプロトコル処理ルーチン６２、送信処理ルーチン６４、受信処理ルーチン６５を実行することによって、上記ＭＡＣ制御部１３と有線ＬＡＮインタフェース１４との間でのパケットの転送を制御する。また、プロセッサ１５は、網構成制御ルーチン６３を実行することによって、上記ＭＡＣ制御部１３と連携して網構成情報の収集とテーブル情報の更新を行い、無線ブリッジにおける経路設定、ネットワーク障害検出、迂回路の設定などの機能を実現する。
【００３０】
図５は、ルーティングテーブル２０の構成を示す。
ルーティングテーブル２０は、各無線ブリッジが備える入出力ポートのポート番号２１と、ブリッジＩＤ２２と、宛先アドレス（端末アドレス）との対応関係を示しており、各ポート番号２１と対応して、接続ブリッジのＩＤ２２と、該接続ブリッジにおいてネットワークセグメントを形成する複数の端末のアドレス（宛先アドレス）２３が記憶されている。
【００３１】
ポート番号２１は、無線インタフェース、すなわち、無線送受信回路１１、変復調回路１２、ＭＡＣ処理部１３からなる回路系に関しては、接続ブリッジと対応して割り当てられた論理ポート番号と、後述する同報通信（ブロードキャスト／マルチキャスト）用に割り当てられた論理ポート番号とが含まれる。また、同報通信用のポート番号と対応する接続ブリッジＩＤ２２には無意味な値が設定され、宛先アドレス２３には、ブロードキャスト／マルチキャスト用のアドレスが設定される。
【００３２】
図６は、パラメータテーブル３０の構成を示す。
パラメータテーブル３０は、上記ルーティングテーブル２０に登録されたポート番号２１と対応する複数のサブテーブル３０−１〜３０−ｍからなる。
各サブテーブル３０−ｉには、パラメータ情報として、例えば、ポートＩＤ３１と、ステータス３２と、パスコスト３３と、ルート側ブリッジＩＤ：３４と、接続ブリッジＩＤ：３５と、ルートパスコスト３６とが記憶される。
【００３３】
ポートＩＤ３１は、無線ブリッジ１０内のポートを識別するためのＩＤであり、有線ＬＡＮインタフェース１４に割り当てられた実ポートＩＤ（ポート番号）の他に、無線インタフェースに割り当てられた複数の論理ポートＩＤ（論理ポート番号）を含む。
【００３４】
ステータス３２は、Listening、Learning、Forwarding、Blockingの４つの状態コードで各ポートの現在の状態を示す。
Listeningは、ネットワークトポロジーと最適パスを設定するためにブリッジがＢＰＤＵを送受信している状態を示す。Listening状態にある時、そのポートよりも優先度の高いパスが見つかった場合は、Blocking状態に遷移し、そのポートからのデータ転送はブロックされる。Listening状態でそのポートより優先度の高いパスが見つからなかった場合は、Learning状態に遷移し、パス情報がForwarding Tableに登録される。Learning状態で、予め決められ時間（Forward Delay Time）が経過すると、Forwardingに遷移し、そのポートで通常のデータ転送が行われる。
【００３５】
パスコスト３３は、そのポートに接続されるインタフェースの通信速度を表しており、一般的に、通信速度の早いインタフェースほどパスコストの値が小さくなっている。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１Ｄでは、インタフェース速度が１０Mb/sのパスコストを「１００」、１００Ｍb/sのパスコストを「１９」とすることが推奨されている。
【００３６】
ルート側ブリッジＩＤ３４と接続ブリッジＩＤ３５として設定されるブリッジＩＤの値は、ブリッジ優先度とブリッジＭＡＣアドレスとを合わせたものとなっている。ネットワーク中で、上記ブリッジ優先度が最低値となっているブリッジがルートブリッジとなる。ルート側ブリッジＩＤ３４には、そのポートから見て、ネットワークトポロジー上でルート側に隣接するブリッジのＩＤが設定され、接続ブリッジＩＤ３５には、そのポートに実際に接続されているブリッジのＩＤ、または論理ポートに対応付けられた周辺の無線ブリッジのＩＤが設定される。
ルートパスコスト３６は、ルートブリッジからそのポートまでのパスコストの合計値を示しており、その値は、前述したＢＰＤＵフレームから判明する。
【００３７】
アドレステーブル４０には、その無線ブリッジに割り当てられたアドレス（以下、自アドレスと言う）用のテーブルと、同報通信用のアドレステーブルとが登録されている。
図７は、同報通信用のアドレステーブル４１を示す。
同報通信用のアドレステーブル４１には、ブロードキャスト、マルチキャストの区別を示すラベル４１Ａと対応して、そのブリッジで有効となる同報ＭＡＣアドレスの値４１Ｂが登録されている。
【００３８】
各無線ブリッジ１０は、後述する受信処理ルーチン６５によって、無線インタフェースから受信したＭＡＣフレーム中の中継先アドレスＲＡを上記アドレステーブル４０の登録アドレスと比較する。中継先アドレスＲＡが自アドレスまたは同報通信用の何れかのアドレスと一致した場合、受信フレームがブリッジプロトコル処理部６２に渡され、宛先アドレスと対応したポートに転送処理される。また、後述するように、ブリッジプロトコル処理部６２が同報通信用の論理ポートに出力したパケットについては、宛先アドレスを上記同報通信用のアドレステーブル４１に登録された同報用アドレスと照合し、アドレスを確認した上で同報用ＭＡＣヘッダが付与され、無線インタフェースに転送される。
【００３９】
図８は、接続テーブル５０の構成を示す。
接続テーブル５０は、無線インタフェースを介して通信すべき他の無線ブリッジ（接続ブリッジ）を特定するためのものであり、送受信可能な範囲に位置する他の無線ブリッジのＭＡＣアドレス５１と対応して、信号の受信レベル５２と、接続の可否を示すフラグ情報５３とが記憶されている。
【００４０】
本発明では、各無線ブリッジ１０において、周辺に位置する他の無線ブリッジのうち、信号の受信レベルが予め決められた閾値以上の無線ブリッジのみを接続可能な無線ブリッジと判断し、これらの無線ブリッジをＳＴＰの対象ブリッジに選定して、論理ポート番号の割り当てとパラメータ用サブテーブル３０の生成を行う。
【００４１】
すなわち、本発明では、各無線ブリッジが初期設定された時点で、周辺の無線ブリッジをスキャンし、通信可能な無線ブリッジを検出する。周辺に位置する無線ブリッジのスキャン方法としては、例えば、周辺の各無線ブリッジが発生するビーコンフレームを一定時間モニタすることによって、通信可能な無線ブリッジを検出するパッシブスキャンと、初期設定された無線ブリッジ側からプローブフレームを送信し、周辺の各無線ブリッジから返送されるプローブ・レスポンスフレームを受信して、通信可能な無線ブリッジを検出するアクティブスキャンとがある。
【００４２】
アクティブスキャンを採用した場合、周辺の他の無線ブリッジから送信されたプローブ・レスポンスフレームの無線信号は、図４に示した無線送受信回路１１で受信され、変復調回路１２で復調された後、ＭＡＣフレームとしてＭＡＣ制御部１３に入力され、プロセッサ１５に通知される。また、上記無線信号の受信レベルは、例えば、変復調回路１２で測定され、ＭＡＣ制御部２３を介してプロセッサ１５に通知される。パッシブスキャンで受信したビーコンフレームと、変復調回路１２で測定した無線信号の受信レベルについても、上記と同様に、ＭＡＣ制御部２３を介してプロセッサ１５に通知できる。但し、受信レベルについては、変復調回路１２からプロセッサ１５に直接取り込むようにしてもよい。
【００４３】
プロセッサ１５は、初期設定時に網構成制御ルーチン６３を実行することによって、周辺無線ブリッジのスキャン結果を解析し、周辺無線ブリッジのＭＡＣアドレスと受信レベルとの関係を示す接続テーブル５０を生成する。
【００４４】
網構成制御ルーチン６３では、上記接続テーブル５０に登録されたエントリを受信レベルの高い順にソートし、周辺の無線ブリッジのうち、受信レベルが予め設定した閾値レベルよりも高いものについて、フラグ情報５３を接続可の状態に設定する。受信レベルが閾値レベルよりも低い無線ブリッジについては、フラグ情報５３を接続否の状態に設定することにより、ＳＴＰの対象外とする。この場合、不要トラフックの発生を抑制する目的で、接続可能な無線ブリッジの個数に上限値を設定しておき、受信レベルが閾値レベル以上の無線ブリッジの中から、受信レベルが高い順に、限定された個数の無線ブリッジを選択するようにしてもよい。
【００４５】
上述した周辺無線ブリッジのスキャンデータは、ＭＡＣ制御部１３として、例えば、Ｉｎｔｅｒｓｉｌ社の無線ＬＡＮメディアアクセスコントローラ：ＨＦＡ３８４１を採用し、プロセッサ１５からＭＡＣ制御部１３に指令することによって収集できる。また、初期設定時に限らず、スキャンデータを周期的に収集することによって、ネットワークトポロジーのダイナミックな変更に適合できる。
【００４６】
本発明では、各無線ブリッジが、上述した受信レベルによって選択された特定の無線ブリッジを接続ブリッジとして、論理ポートＩＤの割り当てとパラメータ用のサブテーブルの生成を行い、経路設定などの構成制御を実行する。
【００４７】
例えば、図１に示した無線ＬＡＮにおいて、無線ブリッジ１０−１が、無線ブリッジ１０−２と１０−３を接続ブリッジとして選択し、無線ブリッジ１０−２が、無線ブリッジ１０−１、１０−３、１０−４、無線ブリッジ１０−３が、無線ブリッジ１０−１、１０−２、１０−４、０１−５、無線ブリッジ１０−４が、無線ブリッジ１０−２、１０−３、１０−５、無線ブリッジ１０−５が、無線ブリッジ１０−３、１０−４をそれぞれ選択したと仮定する。また、各ブリッジの優先度から、無線ブリッジ１０−１がルートブリッジとなり、各ブリッジ内では複数の論理ポートが同一のパスコストを持つものと仮定した場合、図１の無線ＬＡＮと対応するＳＴＰトポロジーは、図９のようになる。
【００４８】
各無線ブリッジ１０−ｉ（ｉ＝１〜５）では、ＳＴＰのプロトコル処理機能に従って、自ブリッジ内の各論理ポートのルートパスコストを評価し、冗長パスをブロックする。この結果、例えば、ブリッジ１０−２と１０−３との間のパスＰ５と、ブリッジ１０−４と１０−５との間のパスＰ８に接続される論理ポートがブロックされ、パラメータテーブルに反映される。
【００４９】
また、ブリッジ１０−２と１０−４との間のパスＰ４と、ブリッジ１０−３と１０−４との間のパスＰ６は、ルートパスコストが同一になるため、これらのパスに接続されたブリッジ１０−４では、接続ブリッジＩＤ順、ポートＩＤ順に若い方のポートをフォワーディングポートとして選択する。例えば、ブリッジ１０−３のＩＤがブリッジ１０−２のＩＤよりも若いＩＤとなっていた場合は、パスＰ４の接続ポートがブロックされる。
【００５０】
但し、システム全体の負荷バランスを考えた時、ブリッジ１０−４では、パスＰ４を残して、パスＰ６をブロックした方がよい場合もある。このような場合、例えば、各無線ブリッジにおいて、物理無線インタフェースのパスコストをその物理無線インタフェースに対応する論理ポートの個数で補正した値を各論理ポートのパスコストとして採用すればよい。
【００５１】
例えば、ブリッジ１０−２では、一つの無線インタフェースが３つの論理ポートが対応しているため、各論理ポートのパスコストを１００に設定し、一方、ブリッジ１０−３では、一つの無線インタフェースに４つの論理ポートが対応しているため、論理ポートのパスコストをブリッジ１０−２よりも高い値、例えば、１５０に設定する。このようにすると、パスＰ４のルートパスコストが、パスＰ６のルートパスコストよりも小さくなるため、ブリッジ１０−４にパスＰ４を選択させ、パスＰ６をブロックさせることが可能となる。
【００５２】
尚、接続無線ブリッジからの受信レベルの高い順に論理ポートＩＤを設定しておけば、パスコストが同一の複数のパスが存在した時にポートＩＤの若い方を選択することによって、回線状態の優れたパスをフォワーディングポートとして残し、回線状態の悪いパスを自動的にブロックすることが可能となる。
【００５３】
以下、図１０と図１１を参照して、本発明の無線ブリッジ１０におけるパケット転送動作について説明する。
図１０は、図４に示したブリッジプロトコル処理ルーチン６２、送信バッファエリア１８、受信バッファエリア１９、送信処理ルーチン６４、受信処理ルーチン６５、テーブル２０〜４０の関係を示している。
【００５４】
送信バッファエリア１８と受信バッファエリア１９には、各ポートと対応して、ポート０用の送信バッファ１８−０／受信バッファ１９−０〜ポートｍ用の送信バッファ１８−ｍ／受信バッファ１９−ｍが形成される。
本実施例では、接続ブリッジへの論理ポート番号の割り当てを容易にするため、有線ＬＡＮインタフェース１４にポート番号０を割り当て、同報通信（ブロードキャスト／マルチキャスト）用に論理的なポート番号１を割り当て、無線インタフェースを介して接続される他の無線ブリッジとの通信用に論理的なポート番号２〜ｍを割り当てているが、ポート番号の割り当て順序には特に制約はない。
【００５５】
同報通信（ブロードキャスト／マルチキャスト）用には、送信バッファのみが必要であり、図ではポート番号１の受信バッファが省略されている。また、図１０では、図面表記の都合上、送受信処理ルーチン６４、６５を、有線ＬＡＮ用の送受信処理ルーチン６４Ａ、６５Ａと、無線インタフェース（ＭＡＣ処理部１３）用の送受信処理ルーチン６４Ｂ、６５Ｂに分けて示してある。
【００５６】
ブリッジプロトコル処理ルーチン（以下、ブリッジプロトコル処理部と言う）６２は、ＩＥＥＥ８０２．１Ｄで規定されたＳＴＰの機能を備えており、有線ＬＡＮインタフェース１４および無線インタフェース（ＭＡＣ制御部）１３を介して受信されるパケットのＭＡＣアドレスを学習し、各インタフェースのポート番号、接続ブリッジＩＤ、受信パケットの送信元アドレスの関係をルーティングテーブル２０に記憶する。また、ＳＴＰによる経路設定に応じて、ポート別のパラメータテーブル３０の内容を適宜更新する。
【００５７】
有線ＬＡＮインタフェース１４から受信されたパケットは、受信処理ルーチン６５Ａによって、有線ＬＡＮインタフェース１４と対応するポート番号０の受信バッファ１９−０に格納され、信号線６５０で示すように、受信処理ルーチン６５Ａからブリッジプロトコル処理部６２に、上記ポート番号０を示した受信イベントが発行される。
【００５８】
上記受信イベントに応答して、ブリッジプロトコル処理部６２は、受信イベントが指定するポート番号０の受信バッファ１９−０から受信パケットを読出し、ルーティングテーブル２０から上記受信パケットの宛先アドレスと対応するポート番号ｊを検索する。ルーティングテーブル２０に受信パケットの宛先アドレスと対応するポート番号が登録されていなければ、受信パケットは廃棄される。
【００５９】
宛先アドレスと対応するポート番号ｊが判明すると、ブリッジプロトコル処理部６２は、受信パケットをポート番号ｊもつ送信バッファ１８−ｊに送信パケットとして格納した後、信号線６４０で示すように、ポート番号ｊを示す送信イベントを送信処理ルーチン６４Ｂに発行する。受信パケットが同報パケットの場合は、同報通信用の送信バッファ１８−１に格納され、ポート番号１を示す送信イベントが発行される。
【００６０】
一方、無線インタフェース（ＭＡＣ制御部１３）から図２に示したＭＡＣフレームが受信されると、受信処理ルーチン６５Ｂは、受信フレームのＭＡＣヘッダが示す中継先アドレスＲＡ（Receiver Address）と、アドレステーブル４０に登録された自ブリッジアドレス４２とを照合する。ＲＡと自ブリッジアドレスが一致した場合、受信処理ルーチン６５Ｂは、パラメータテーブル３０から、上記ＭＡＣヘッダの中継元アドレスＴＡ（Transmitter Address）と一致した接続ブリッジＩＤ３５をもつサブテーブル３０―ｋを検索し、受信フレームの本体フレームフィールド１２０から抽出したパケットを上記サブテーブル３０―ｋのポートＩＤ３１が指定するポート番号ｋを持つ受信バッファ１９−ｋに格納した後、ブリッジプロトコル処理部６２に対して、上記ポート番号ｋを示す受信イベントを発行する。
【００６１】
受信フレームの中継先アドレスＲＡが自ブリッジアドレスに一致しなかった場合、受信処理ルーチン６５Ｂは、上記ＲＡをテーブル４１に登録された同報通信用のＭＡＣアドレスと照合する。ＲＡが登録された何れかの同報アドレスと一致した場合は、受信処理ルーチン６５Ｂは、上述した自ブリッジ宛の受信フレームと同様、パラメータテーブル３０から、中継元アドレスＴＡと一致した接続ブリッジＩＤ３５をもつサブテーブル３０―ｋを検索し、受信フレームから抽出したパケットを上記サブテーブル３０―ｋのポートＩＤ３１が指定するポート番号ｋを持つ受信バッファ１９−ｋに格納した後、ブリッジプロトコル処理部６２に対して、上記ポート番号ｋを示す受信イベントを発行する。
【００６２】
受信フレームのＲＡが、アドレステーブル４０に登録された自ブリッジアドレスと同報通信用のＭＡＣアドレスの何れにも不一致の場合、受信フレームは廃棄される。
【００６３】
ブリッジプロトコル処理部６２は、上記ポート番号ｋの受信バッファに格納された受信パケットについて、上述したポート番号０の受信パケットと同様の処理を行う。これによって、中継先アドレスＲＡが自ブリッジ宛の受信パケットと同報通信用の受信パケットが、有線ＬＡＮインタフェース用のポート番号０をもつ送信バッファ１８−０に格納され、送信処理ルーチン６４Ｂに対して上記ポート番号０を示す送信イベントが発行される。また、受信バッファ１９−ｉ（ｉ＝２〜ｍ）から取出された同報通信用のパケットについては、そのコピーを送信バッファ１８−１にも格納することによって、更に他の無線ブリッジに伝播させることが可能となる。
【００６４】
図１１は、上記ブリッジプロトコル処理部６２が発行する送信イベントに応答して実行される送信処理ルーチン６４（６４Ａ、６４Ｂ）のフローチャートを示す。
送信処理ルーチン６４では、送信イベントで指定されたポート番号ｉをもつ送信バッファ１８−ｉから送信パケットを読出す(ステップ６４１)。送信イベントで指定されたポート番号ｉが同報通信のポート番号（＝１）の場合は（ステップ６４２）、送信パケット（例えば、Ethernetフレーム）の宛先アドレスを同報通信用アドレステーブル４１に登録されたブロードキャスト用およびマルチキャスト用のＭＡＣアドレスと照合し（ステップ６４３）、不一致の場合は、何もせずに（パケットを廃棄）、送信処理を終了する。
【００６５】
宛先アドレスがブロードキャスト用またはマルチキャスト用の何れかのＭＡＣアドレスに一致した場合は、ＭＡＣヘッダ１１０のＤＡアドレスフィールド１１５とＲＡアドレスフィールド１１３に上記宛先アドレス、すなわち、ブロードキャスト／マルチキャスト用のアドレスを含むＭＡＣフレームを作成し（ステップ６４４）、該ＭＡＣフレームをＭＡＣ制御部１３に送出して（ステップ６４５）、送信処理を終了する。この場合、ＭＡＣヘッダのＴＡアドレスフィールド１１４には、自ブリッジアドレスが設定され、ＳＡアドレスフィールド１１７には、送信パケットに付されたＳＡアドレスの値が設定される。
【００６６】
上記送信イベントで指定されたポート番号ｉが、無線インタフェース用の何れかのポート番号（＝２〜ｍ）の場合（ステップ６４６）、上記ポート番号ｉと対応するサブテーブル３０−ｉにおいて接続ブリッジＩＤ３５が示すＭＡＣアドレスをＲＡアドレスフィールド１１３に設定したＭＡＣフレームを作成し（ステップ６４７）、該ＭＡＣフレームをＭＡＣ制御部１３に送出して（ステップ６４５）、送信処理を終了する。この場合、ＭＡＣヘッダのＤＡアドレスフィールド１１５には、送信パケットのＤＡアドレスの値が設定され、ＴＡアドレスフィールド１１４とＳＡアドレスフィールド１１７には、上記同報通信用のＭＡＣヘッダと同様の値が設定される。
【００６７】
送信イベントで指定されたポート番号ｉが、同報通信用の論理ポート番号（＝１）にも、無線インタフェース用の他の論理ポート番号（＝２〜ｍ）の何れにも該当しない場合（本実施例では、有線ＬＡＮインタフェース用のポート番号０の場合）は、送信フレームを有線ＬＡＮインタフェース１４に送出して（ステップ６４９）、送信処理を終了する。
【００６８】
以上の実施例から明らかなように、本発明の無線ブリッジでは、周辺に位置する他の無線ブリッジのうち、通信品質が保証されたものを接続ブリッジとして選択し、これらの接続ブリッジをＳＴＰの対象ブリッジとして論理ポート番号を割り当て、ＳＴＰ転送制御用のパラメータテーブルを生成している。また、同報通信（ブロードキャスト／マルチキャスト）に専用の論理ポート番号を割り当て、ブロードキャスト／マルチキャスト用のパケットについては、上記専用ポートを介して送信処理するようにしている。従って、本実施例によれば、無線区間における通信エラーが少なく、複数の接続ブリッジに対して同報通信用のパケットを１回の送信処理で送信できるため、ブリッジプロトコル処理部および無線区間におけるメッセージ（パケット）の転送効率を大幅に改善できる。
【００６９】
尚、図１０の実施例では、各ポート番号ｉと対応して専用の送信バッファ１８−ｉを設けたが、ブリッジプロトコル処理部６２からは、送信パケットとポート番号を示す送信イベントとが対をなして出力されるため、実際の応用においては、図１０に示した送信バッファ１８−０〜１８−ｍを１つの送信パケットキューにまとめ、送信処理ルーチン６４が、送信イベントキューからの送信イベントの読み出しと、上記送信パケットキューからの送信パケットの読み出しとを交互に繰り返すようにすればよい。
【００７０】
同様に、受信処理ルーチン６５からも、受信パケットとポート番号を示す受信イベントとが対をなして出力されるため、図１０も示した受信バッファ１９−０、１９−２〜１９−ｍを１つの受信パケットキューにまとめ、ブリッジプロトコル処理部６２が、受信イベントキューからの受信イベントの読み出しと、上記受信パケットキューからの受信パケットの読み出しとを交互に繰り返すようにすればよい。
【００７１】
また、実施例では、無線インタフェースと有線ＬＡＮインタフェースをそれぞれ１つずつ備えた無線ブリッジについて述べたが、各無線ブリッジが、例えば、周波数多重による複数の無線インタフェースを備えた場合も、本発明を適用できること明らかである。
【００７２】
実施例では、無線ブリッジ毎に有線ＬＡＮによるネットワークセグメントを形成しているが、ネットワークセグメントのうちの少なくとも１つが、無線ブリッジと無線で交信する複数の無線端末からなるシステム構成としてもよい。また、実施例では、ＩＥＥＥ８０２．１１の無線ＬＡＮにおいて、８０２．１Ｄのプロトコル処理を行う場合について説明したが、本発明は、実施例以外の他のプロトコルにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の無線ブリッジが適用される無線ＬＡＮの１例を示す図。
【図２】無線ブリッジ間で交信されるＭＡＣフレームのフォーマットを示す図。
【図３】ネットワークトポロジーを認識するために送信されるＢＰＤＵ（Bridge Protocol Data Unit）のフォーマットを示す図。
【図４】本発明による無線ブリッジの１実施例を示す図。
【図５】図４に含まれるルーティングテーブル２０の構成を示す図。
【図６】図４に含まれるパラメータテーブル３０の構成を示す図。
【図７】図４のアドレステーブル４０に含まれる同報通信用アドレステーブル４１の構成を示す図。
【図８】図４に含まれる接続テーブル５０の構成を示す図。
【図９】図１の無線ＬＡＮと対応するＳＴＰトポロジーの１例を示す図。
【図１０】本発明の無線ブリッジにおけるパケットの転送動作を説明するための図。
【図１１】パケット送信処理ルーチン６５の機能を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００７４】
１０−１〜１０−５：無線ブリッジ、ＰＣ１１〜ＰＣ５ｋ：端末装置、
１１：無線送受信回路、１２：変復調回路、１３：ＭＡＣ制御部、
１４：有線ＬＡＮインタフェース、１５：プロセッサ、１６：入出力装置、
１７：プログラムメモリ、１８：送信バッファ、１９：受信バッファ、
２０：ルーティングテーブル、３０：パラメータテーブル、
４０：アドレステーブル、４１：同報通信用アドレステーブル、４２：自ブリッジアドレス、５０：接続テーブル、６１：ＯＳ、
６２：ブリッジプロトコル処理ルーチン、６３：網構成制御ルーチン、
６４：送信処理ルーチン、６５：受信処理ルーチン。
【図１】
2006166487.tif 000003
【図２】
2006166487.tif 000004
【図３】
2006166487.tif 000005
【図４】
2006166487.tif 000006
【図５】
2006166487.tif 000007
【図６】
2006166487.tif 000008
【図７】
2006166487.tif 000009
【図８】
2006166487.tif 000010
【図９】
2006166487.tif 000011
【図１０】
2006166487.tif 000012
【図１１】
2006166487.tif 000013